Question

实验课上要测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.4A的小灯泡的电阻．
（1）下面是同学们做实验遇到的情形：
a．当小倩连接完最后一根导线时，小灯泡就发光，小倩出现的错误是________；
b．当小超同学正确连线，合上开关时灯泡发出耀眼的白光，原因可能是________；
c．小成正确连线，操作正确，合上开关后发现灯不亮，电流表指针不动，电压表的示数为6伏，原因可能是________．
d．小雪用小成的实验器材连完导线，操作正确，闭合开关，电压表的示数为5V，电流表的示数为0.2A．实验过程中移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变大，电压表的示数变小，原因可能是________；由此可知，滑动变阻器的最大阻值为________，此时小灯泡的电阻为________．
（2）小雪继续实验，．当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图，电此小灯泡的电阻为________．
（3）通过比较前后两次小灯泡的电阻可以发现________．

Answer 1

解：（1）a、连接电路中，为保护电路元件，开关必须断开；而连接完最后一根导线时，小灯泡就发光说明错误的原因：连接电路之前未将开关断开；
b、正确连线连接后，合上开关时灯泡发出耀眼的白光，说明保护电路的滑动变阻器未调至最大阻值就接入电路；
c、小成正确连线，操作正确，合上开关后发现灯不亮，电流表指针不动说明电压表测电源的电压U=6V，且并联的部分断路，即可能灯泡断路；
d、实验过程中移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变大，电压表的示数变小，说明此现象的原因是：将电压表并联在滑动变阻器两端；
连完导线，操作正确，闭合开关时，滑动变阻器的接入电路的电阻最大，此时两端的电压U_滑=5V，电路中的电流I=0.2A，
所以滑动变阻器的最大阻值R_滑max===25Ω；
灯泡两端的电压U_L=U-U_滑=6V-5V=1V，
此时小灯泡的阻值R_L===5Ω．
（2）当小灯泡正常发光时U_L额=2.5V，
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过灯泡的电流I_L额=0.34A；
所以此时灯泡的阻值R_L额==≈7.35Ω．
（3）当灯泡两端的电压增大时，通过灯泡的电流增大，灯泡的实际功率变大、温度越高，灯泡的电阻变大；即灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．
故答案为：（1）a 连接电路之前未将开关断开；b 滑动变阻器未调至最大阻值就接入电路；c 小灯泡断路；d 将电压表并联在滑动变阻器两端，25Ω，5Ω；（2）7.35Ω；（3）灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．
分析：（1）a、为防止电流过大烧坏电路元件，连接电路时开关必须断开；
b、正确连线连接后，合上开关时灯泡立即发出明亮耀眼的光说明电路电流很大，故滑动变阻器的阻值没有调到最大阻值处；
c、合上开关后发现灯不亮，电流表指针不动说明电路断路，电压表示数为6伏说明此时电压表测电源的电压，且与电压表串联的电路是通路，即电压表并联的部分断路；
d、本实验中电压表应测电阻的电压，根据欧姆定律可知，当电流表的示数变大时，灯泡两端的电压应变大，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变小，据此分析现象出现的原因；根据此时滑动变阻器的阻值最大，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出此时小灯泡的电阻．
（2）根据电流表的量程和分度值读出此时通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻．
（3）通过比较前后两次小灯泡的电阻可知，灯泡功率越大，温度越高，电阻电阻越大．
点评：本题考查了测小灯泡电阻的实验，涉及到了电路故障的分析、电路的动态分析、欧姆定律的应用以及电阻与温度的关系等，关键是根据电路故障确定电源的电压和滑动变阻器接入电路电阻的状态．